Остойчивость

Остойчивость

Одна из самых важных задач, решаемых при проектировании парусного судна, – обеспечение его остойчивости. Стоит ступить в маленький круизер, он тут же наклонится в ту сторону, куда вы наступили, поскольку центр тяжести переместится.

Выталкивающая сила приложена в середине яхты, в точке, называемой центром плавучести (В), а сила тяжести (вес) действует в центре тяжести (G) и направлена вниз. Когда точка G находится прямо над точкой В, лодка пребывает в устойчивом положении, она не опрокидывается. Когда лодка наклоняется (кренится), например когда вы в нее ступаете, точки В и G уже не находятся на одной линии. Центр плавучести смещается вправо или влево относительно центра тяжести, и тогда лодка наклоняется в этом направлении. Однако, поскольку выталкивающая сила направлена вверх, а сила тяжести – вниз, вместе они создают поворачивающий рычаг, который стремится вернуть лодку в прежнее положение.

В – центр плавучести

G – центр тяжести

Эта сила известна как восстанавливающий момент, она противодействует крену и придает яхте остойчивость.

Хороший пример – яхта, идущая под парусом. Под давлением ветра на парус яхта кренится, точка В смещается в сторону от точки G, поэтому естественным стремлением для В и G является создание восстанавливающего момента, чтобы привести судно в исходное положение; это реакция остойчивой яхты.

На остойчивость лодки одновременно влияют несколько сил: боковая сила ветра, оказывающая давление на паруса, и противостоящая ей сила давления воды на киль. На швертботе (как показано на рисунке) вес членов команды помогает справиться с креном; на килевых лодках используется вес балласта

Однако у восстанавливающего момента есть предел, и, когда точка G оказывается по другую сторону от точки В, восстанавливающий момент оказывается направленным в другую сторону и превращается в опрокидывающий момент, что заставляет лодку переворачиваться, так как она теряет свою первоначальную остойчивость. Чтобы этого избежать, нужно восстановить положение, при котором яхта находится в нормальном состоянии, – когда точка G находится прямо над точкой В. Для достижения этого есть два способа:

1. Уменьшить давление ветра на паруса обезветриванием. Это дает лодке возможность вернуться в нормальное положение и возвращает G в положение над В. Обычно это достигается ослаблением, или травлением, шкотов (см. с. 189).

2. Использовать вес членов экипажа или балласта для увеличения восстанавливающего момента и противодействия крену. В плоскодонках в качестве балласта используется вес членов команды, они наклоняются в сторону высокого борта (или трапеции), чтобы вернуть судно в нормальное положение. На килевых яхтах используется вес балласта. Когда корпус кренится, киль поднимается, создавая сильный восстанавливающий момент, возвращающий яхту в нормальное положение.

Теоретически нормальное положение яхты является идеальным для хождения под парусом. На практике это не получается из-за того, что давление ветра вызывает ее крен, а без ветра в парусах она не будет двигаться. Поэтому компромисс достигается использованием двух описанных выше методов для обеспечения безопасного наклона до точки, в которой судно проявляет свои наилучшие качества, и при этом не возникает опасности опрокидывания, а также угрозы безопасности экипажа.

Мастерство шкипера и экипажа, позволяющее им найти равновесие между плавучестью и гравитацией, определяет, насколько хорошо идет яхта при любых обстоятельствах. (О технике хождения под парусами, используемой для достижения этой цели, см. на с. 42-63.)